[发明专利]一种权重自适应的电力设备外绝缘声光协同诊断方法

说明书

本发明公开了一种权重自适应的电力设备外绝缘声光协同诊断方法，属于电力设备绝缘状态诊断领域，该方法通过自适应权重将超声图像和紫外图像的信息融合，得到局部放电位置信息图谱，协同诊断电力设备外绝缘状态。该方法的主要步骤为通过BP神经网络模型训练得到局部放电融合信息，然后结合费舍尔判别准则计算协同诊断的权重，最终计算完成融合得到局部放电信息结果。与现有的技术相比，本发明的协同诊断方法利用超声检测和紫外检测的技术优势，弥补了单一方法的不足，进一步提升检测准确率，检测可靠性高。

技术领域

本发明属于电力设备绝缘状态诊断领域，具体地，涉及一种权重自适应的电力设备外绝缘声光协同诊断方法。

背景技术

随着电力系统电压等级的提高和设备接入量的增加，对设备和系统的运行可靠性也越来越高。如何更精准、更高效、更快捷地进行在线监测或状态评估，是设备运行维护工作的核心目标，也是保障供电可靠性的关键。

设备或线路外绝缘的异常电晕放电通常由绝缘子表面脏污、绝缘开裂、电接触不良、局部电场异常等潜在绝缘缺陷引起，其不但是绝缘加速老化的重要诱因，也是过电压下引起设备外绝缘失效的前期征兆。因此对异常电晕放电的有效检测是设备和线路故障预防的重要环节。电晕放电常伴随有一系列声、光等现象，因而相应地产生了超声检测法和紫外检测法。为提高巡检的效率和直观性，日盲紫外成像技术和声成像技术也应用于设备和线路外绝缘的可视化检测中。紫外成像技术通过紫外光学镜头收集日盲波段放电的紫外光子，最终采用光电面阵进行灰度成像，与可见光视场叠加，获得了放电源的位置。此方法虽有坚实的理论依据，已经有研究量化了放电量与紫外光子数的关系，但受光学成像原理的限制，日盲紫外成像在实际应用中存在一定的局限性，如放电源被遮挡或存在于视觉明场范围之外的情况，紫外光子难以被有效捕捉，导致形成检测盲区或定位失败。近年来，声成像技术因具有较强的聚焦能力，高分辨率和宽频段灵敏度被引入超声定位领域。声学信号具有较强的固体媒介穿透能力，其受视场遮挡影响较小，有效弥补了紫外成像检测的不足。但超声成像易受环境噪声的影响，在复杂环境中定位精度会出现明显下降。

研究表明，联合检测系统可以利用多种监测方法的优势实现互补，克服单一检测方法的不足。同时，随着图像信息融合技术在医学检测、军事卫星和红外遥感等方面的应用，多图像联合检测技术的发展更加成熟。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，协同超声、紫外两种检测手段的技术优势，提供一种声-光协同的诊断算法，更精确、抗干扰能力更强地实现电力设备外绝缘故障定位。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种权重自适应的电力设备外绝缘声光协同诊断方法，综合超声检测、紫外检测的技术手段优势，通过环境信噪比调节权重，实现声-光协同检测。

所述权重自适应的电力设备外绝缘声光协同诊断方法，超声图像和紫外图像中反应强度的信息经过提取后，融合作为前景图像；背景图像为可见光相机拍摄的可见光图像；超声图像和紫外图像的融合权重随环境信噪比的不同而改变，结果得到位于视场中的局部放电的位置信息Y_fu，便于直观定位绝缘劣化的位置。具体随信噪比改变的是超声图像与紫外图像的特征量合成前景图像的占比。

所述权重自适应的电力设备外绝缘声光协同诊断方法，超声图像、紫外图像和可见光相机拍摄的可见光图像经图像处理、特征提取后分别得到超声声强U_S、紫外光子数vn图像特征和可见光图像，所提取的超声声强U_S、紫外光子数v_n分别用于得到输出超声、紫外的局部放电融合信息Y_ul、Y_uv，经环境噪声决定的自适应权值调整后，得到局部放电位置信息Y_fu。